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Estrés oxidativo y  fibrogénesis en la diabetes mellitus tipo 1: Influencia del control glucémico y del consumo de tabaco.

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Universitat de Barcelona. Departament de Medicina

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[spa] La base de esta tesis ha sido estudiar el efecto de dos noxas, la hiperglucemia y el consumo de tabaco, sobre las concentraciones de isoprostanos (F2-IsoPs), como expresión de estrés oxidativo (EO) y del factor transformador de crecimiento beta-1 (TGF-beta-1), como marcador de fibrogénesis, que son dos vías metabólicas estrechamente asociadas al desarrollo de las complicaciones crónicas de la diabetes mellitus (DM). Durante el diseño de esta tesis, la información que existía respecto a la modulación de ambas vías patogénicas era escasa y se centraba en fases avanzadas de la enfermedad. Valorar el EO y la fibrogénesis al inicio de la DM nos permitía analizar de forma específica el papel de la hiperglucemia, pero también nos posibilitaba describir su actividad en una fase de la enfermedad hasta ahora no estudiada. El consumo de tabaco es otro factor de riesgo definido para el desarrollo de las complicaciones crónicas de la DM de creciente interés clínico y del cual no existe información en pacientes con DM respecto a su posible efecto sobre los factores analizados en este trabajo. Los resultados de este estudio demuestran que al inicio clínico de la DM1, las concentraciones de F2-IsoPs y de TGF-beta-1 ya están aumentadas. Observamos además que en el caso del EO ésta elevación es dependiente de la hiperglucemia, tal como lo indica el hecho de que sus valores disminuyen un 27% a las 12 semanas de iniciar el tratamiento con insulina y de mejorar el control metabólico. Cuando evaluamos el efecto del control glucémico sobre los niveles de TGF-beta-1, observamos que a pesar de la importante mejoría del control glucémico  obtenida en este estudio tras el inicio del tratamiento con insulina, estos niveles no se modificaron en ningún momento a lo largo del estudio. Este hecho nos sorprendió, debido a las evidencias existentes de que la hiperglucemia incrementa la actividad del TGF-beta-1, y, por tanto, era de esperar que la mejoría del control glucémico disminuyera su actividad.  Esto nos hizo hipotetizar que en está fase de la DM1, la producción de TGF-beta-1 no está exclusivamente asociada al efecto estimulante de la hiperglucemia. El reciente conocimiento del papel de esta citocina en la modulación de la función celular inmune, permite plantear que estos niveles elevados de TGF-beta-1 probablemente estén relacionados con la actividad del proceso inmune implicado en la patogénesis de la enfermedad. Por lo que, el modelo clínico utilizado para valorar el efecto de la hiperglucemia sobre la fibrogénesis no nos permitió extraer conclusiones definitivas.Por otra parte, se confirmó que el consumo de tabaco estimula directamente la actividad de ambas vías patogénicas implicadas en la patogénesis de las complicaciones crónicas. Explicando así, las numerosas evidencias epidemiológicas de la asociación entre el consumo de tabaco, el desarrollo y la progresión acelerada, con un peor pronóstico de las complicaciones crónicas en los sujetos con DM1 fumadores. Este resultado es de relevancia clínica ya que aporta más argumentos para insistir a los sujetos con DM1 fumadores a abandonar este hábito perjudicial.El GAD (glutamato decarboxilasa) es la enzima que cataliza la síntesis del neurotransmisor inhibitorio ácido gamma-aminobutírico (GABA) a partir del glutamato. El GAD se expresa selectivamente en los botones sinápticos de las neuronas GABA-érgicas. Fuera del sistema nervioso se encuentra en altas concentraciones en las células beta de los islotes pancreáticos, sin que existan diferencias entre el GAD de las células pancreáticas o del sistema nervioso.La repuesta inmune contra el GAD se ha relacionado con la patogenia de dos enfermedades humanas: el síndrome de la persona rígida ("Stiff-Person syndrome", SPR) y la diabetes mellitas insulino-dependiente (DMID). Alrededor del 80% de los pacientes con DMID recientemente diagnosticada presentan anticuerpos anti-GAD (Ac-GAD) y éstos pueden ser detectados años antes del inicio de la clínica, de manera que los Ac-GAD constituyen un marcador serológico precoz y altamente predictivo de un futuro desarrollo de DMID en sujetos no diabéticos. Por otra parte, el síndrome de la persona rígida (SPR) es un raro trastorno del sistema nervioso central caracterizado por rigidez muscular progresiva asociado a espasmos dolorosos. En este caso, los Ac-GAD son detectados aproximadamente en el 60% de los pacientes con SPR. El papel patogénico directo de los Ac-GAD en el SPR es objeto de controversia porque el GAD es un antígeno citoplasmático no expuesto al medio extracelular. Se ha propuesto que la respuesta autoinmune anti-GAD es un epifenómeno relacionado con la destrucción celular y la exposición de este antígeno, pero su ausencia en la mayoría de cuadros de otras enfermedades degenerativas lo hace improbable. En consecuencia, el objetivo principal de la presente tesis es evaluar la frecuencia de Ac-GAD en enfermedades neurológicas en las que existe una disfunción GABA-érgica conocida. Su evaluación permitirá dar respuesta a si la autoinmunidad anti-GAD es un epifenómeno, y si existe algún otro subgrupo de pacientes con características inmunológicas similar al del SPR, pero con presentación clínica diferente. La caracterización del perfil clínico e inmunológico de este subgrupo de pacientes es el segundo objetivo propuesto en este estudio.

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[eng] "Oxidative stress and fibrogenesis in Type 1 diabetes mellitus: Effect of glycemic control and cigarette smoking" The aim of this thesis was to study the effects of hyperglycemia and smoking on isoprostane concentrations (F2-IsoPs) which express oxidative stress (OS) and the transforming growth factor beta 1 (TGFb1) a marker of fibrogenesis. These two metabolic pathways are closely associated with the development of chronic complications in diabetes mellitus (DM).Prior to this thesis information on the modulation of both pathogenic pathways was scarce and was focus on advanced phases of the disease. Evaluation of OS and fibrogenesis at the onset of DM allows the role of hyperglycemia to be specifically analysed and also makes it possible to describe its activity in a phase of the disease which, to date, has not been studied. Smoking is another risk factor for the development of chronic complications in DM which has gained increasing clinical interest. Moreover, no study has been performed in patients with DM concerning the possible effects on the factor analysed in this thesis.The findings of this study demonstrate the both OS and fibrogenesis are already increased in early phases of DM and there is a direct relationship between hyperglycemia and OS. At the onset of type 1 DM we found the F2-IsoPs was already raised and this elevation was dependent on hyperglycemia shown by a 27 % decrease in the initial values 12 weeks after initiating insulin treatment and improving metabolic control. When we evaluated the effect of glycemic control on TGFb1 level we found that despite an important improvement in glycemic control following the initiation of insulin treatment these levels were not modified at any time during the study. This finding was unexpected due to reports showing that hyperglycemia increases the activity of TGFb1 and thus we expected an improvement in glycemic control to reduce its activity. We therefore, hypothesized the in this phase of type 1 DM the production of TGFb1 is not exclusively associated with the stimulating effect of hyperglycemia. The recent description of the role of this cytokine in the modulation of immune cell function suggests that these elevated levels of TGFb1 are probably related to the activity of the immune process involved in the pathogenesis of this disease. Thus, the clinical model used to evaluate the effect of hyperglycemia on fibrogenesis has not allowed definitive conclusions to be drawn.On the other hand, tobacco consumption has also been found to directly stimulate the activity of both pathogenic routes involved in the pathogenesis of chronic complications, thereby explaining the numerous epidemiological evidence regarding the association between smoking, the development and accelerated progression, and the worse prognosis of the chronic complications in smokers with type 1 DM. This is of clinical relevance because of the additional arguments it provides for persuading type 1 DM smokers to give up this harmful habit.

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Tesis Doctorals - Departament - Medicina

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Estrés oxidativo y  fibrogénesis en la diabetes mellitus tipo 1: Influencia del control glucémico y del consumo de tabaco.